近日，浙江大学农业与生物技术学院果实品质生物学团队解析了番茄转录因子RIN和植物激素乙烯在果实成熟过程以及成熟相关品质形成中的作用模式，相关研究成果在线发表在NewPhytologist上。
果实成熟的调控研究具有重要的生物学意义，不仅有利于提升果实的品质和营养价值，而且有助于延长果实贮藏期和减少采后浪费。对于跃变型模式果实番茄，转录因子和植物激素乙烯对果实成熟及品质形成调控作用的研究，一直都很热门且非常重要。其中，番茄转录因子RIN是果实成熟的重要调控因子，其功能分析主要基于番茄成熟突变体rin。近年研究发现番茄rin是功能获得型突变体，转录因子RIN的功能鉴定通过CRISPR基因编辑技术和RNAi基因沉默技术得到了完善。然而，转录因子RIN对果实成熟品质形成的作用模式仍不够清晰。该研究采用CRISPR基因编辑技术敲除番茄RIN基因，突变体果实中乙烯跃变峰、香气、色泽的形成及相关基因的表达均受到显著抑制；突变体果实生成了10%的乙烯能够启动成熟进程，但果实无法完全成熟；持续的外源乙烯处理能够诱导果实转红，但无法促使果实达到完熟；通过外源丙烯诱导处理，突变体果实无法生成乙烯跃变峰，表明RIN是跃变型乙烯形成的关键因子；此外，突变体果实与野生型果实在成熟过程中呈现出类似的软化变化，而在采后过程中发生了异常软化，表明转录因子RIN抑制了果实采后的过度软化。
该研究提出了转录因子RIN和乙烯协同调控果实成熟，以及RIN调控果实软化的模型，果实成熟启动依赖于乙烯，乙烯激活RIN基因的表达，进而诱导产生了跃变型系统II乙烯以及一系列的成熟变化。
图1番茄果实表型、RIN蛋白含量以及果实对乙烯的响应图2转录因子RIN和乙烯调控番茄果实成熟启动和进程的模式图
该研究由浙江大学农业与生物技术学院果实品质生物学团队完成。李珊博士为论文第一作者。浙江大学陈昆松教授、浙江大学海外学术大师工作室成员中国工程院外籍院士、英国皇家科学院院士DonaldGrierson教授和法国科学院院士MondherBouzayen教授为论文的共同通讯作者。该工作得到了国家重点研发项目、博士后科学基金、“计划”的资助。往期回顾：浙江大学陈昆松教授课题组在菊花花色素苷合成调控机制研究中取得进展浙江大学等单位揭示草莓果实香气物质合成调控的新机制浙大陈昆松研究组揭示低温诱导枇杷果实木质化的分子机制浙江大学张波课题组在果实芳香品质形成研究中取得进展浙江大学张波研究组在甜橙果实香叶醇的合成调控方面取得新进展浙江大学果实品质生物学团队研究成果获年度教育部自然科学奖一等奖浙江大学与密歇根大学合作发表硝酸盐调控植物侧根和根毛发育的综述文章浙江大学、中科院植物所与华大基因等单位在银杏进化研究方面取得重要进展
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